安徽柴油機車自排放法規出臺以來，柴油機的排放一直備受關注。從最初的黑煙到清潔柴油機，柴油機的技術水平越來越高。如何清潔環保，減少污染？

上次我們談到柴油發動機在歐洲的困難，許多主要城市給柴油發動機汽車下了最后通牒，因為柴油發動機的污染物排放不符合歐洲6標準，最重要的污染物是碳煙和氮氧化物。

碳煙顆粒主要在柴油機高溫缺氧條件下形成，氮氧化物在高溫富氧條件下產生較多。采用內部處理方法，必然會厚此薄彼，同時減少一種污染物，加劇另一種污染物的產生。為了解決這個問題，工程師們根據兩種不同的想法設計了兩個不同的柴油機有害排放凈化系統。由于碳煙和NOx的排放不能同時解決，所以選擇先單獨處理一個，然后在后處理過程中再處理另一個。因此，國外柴油機大多采用高壓共軌和SCR技術處理廢氣污染物，長期熱衷于EGR和DPF的結合。

什么是高壓共軌和SCR？

高壓共軌搭配SCR旨在減少機器中的碳煙，并從氮氧化物的后處理開始。高壓共軌是一項發展多年的成熟技術。采用ECU電子控制，將噴射壓力提高到傳統機械噴射系統的3倍以上，更有利于粘性柴油的霧化效果，盡可能與空氣混合，減少燃燒過程中局部氧氣不足的問題，充分減少碳煙的產生。

在解決了碳煙的問題后，我們應該重點關注如何在后處理中去除氮氧化物。根據NOx的相關化學反應，出現了酒精選擇還原法、尿素選擇還原法等催化還原裝置。我們所說的SCR是以尿素（氨）為還原劑，通過一系列反應，將有毒的NOx還原成氮和水系統。

但這種方法有一個缺陷，即恢復反應需要在350-450℃的環境中進行，過低的溫度會導致催化失效，過高的溫度會損壞催化劑，因此在設計過程中需要特別注意恢復裝置的溫度控制。目前，使用這種方法的柴油車可以滿足歐洲6標準的要求。

EGR和DPF是什么？

EGR和DPF的結合是首先減少NOx排量，然后在后處理中解決碳煙問題。EGR廢氣再循環是將部分廢氣重新引入氣缸并再次燃燒的技術。它能有效降低NOx的排量。汽油機和柴油機都有相關的研究，但柴油機的效果更為明顯。柴油機EGR分為內外兩種。外部EGR效果好，但對經濟有一定影響；內部EGR結構簡單，但由于溫度高，抑制NOx的效果略有降低。

EGR處理后的廢氣導入DPF顆粒捕捉器進行過濾，過濾掉廢氣中的碳煙顆粒，使其符合排放規定。

這種柴油機尾氣處理方法需要調整EGR的數量。過多的EGR不僅會導致動力和經濟性下降，還會導致更多的炭煙。DPF還需要解決再生問題。濾網捕獲大量顆粒后，如果不及時處理炭煙顆粒，沉積的PM會阻礙排氣。

可以看出，柴油機工程師多年來一直在努力使自己生產的柴油機達到越來越嚴格的排放標準，總體上相當困難。與此同時，汽油機和新能源的壓力極大地壓縮了柴油機的生存空間。斯圖加特領導的歐洲城市對柴油機的最后通牒使柴油機更糟。是繼續提高柴油機質量，優化廢氣處理系統，還是選擇轉向新能源，我相信不同的制造商會有不同的選擇。